Способ получения феррита меди(ii)


 


Владельцы патента RU 2451638:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Южно-Российский государственный технический университет (Новочеркасский политехнический университет)" (RU)

Изобретение относится к способу получения феррита меди(II) со структурой тетрагональной шпинели и может найти применение в химической промышленности в процессах производства серной кислоты. Осуществляют гомогенизацию исходных оксидов железа(III), меди(II) с введением в смесь оксидов минерализатора - хлорида калия в количестве 0,5-1,5 масс.%, брикетируют под давлением 10 МПа и термообрабатывают полученную смесь оксидов при температуре 850-1000°С. Способ позволяет получать феррит меди(II) с меньшей продолжительностью синтеза в одну стадию, что позволяет существенно снизить энергоемкость, временные затраты, трудоемкость процесса и удешевить производство. 1 ил., 2 пр.

 

Изобретение относится к способу получения материалов со структурой тетрагональной шпинели и может найти применение в химической промышленности в процессах производства серной кислоты.

Известен способ получения феррита меди(II) [Балмасова О.В., Королев В.В. Адсорбция жирных кислот из растворов органических растворителей на поверхности высокодисперсных ферримагнетиков / Химия и химическая технология. - 2009, том 52, вып.7. - С.52-56.], по которому синтез ферритов проводят соосаждением солей двухвалентного металла и трехвалентного железа, в качестве осадителя используют избыток раствора щелочи; полученные суспензии многократно промывают дистиллированной водой.

Недостатком этого способа получения феррита меди(II) являются загрязнение окружающей среды продуктами разложения солей, большие затраты энергии для нагрева и выпаривания воды.

Наиболее близким к заявляемому является способ получения шпинелей из смеси оксидов [Зиновик М.А., Давидович А.Г. Фазовые равновесия при синтезе твердых растворов в системе CuFe2O4 - Cu0,5Fe2,5O4 // Журнал неорганической химии. - 1981. - Т.26. - вып.6. - С.1586-1592], согласно которому исходные оксиды меди(II), железа(III) последовательно трехкратно гомогенизируют со спиртом, брикетируют, обжигают в течение 3 суток при температуре 700°С, а затем при температуре 900°С в течение 15 часов и закаляют в платиновом тигле погружением в воду.

Недостатками этого способа являются использование дорогостоящего оборудования, большая трудоемкость и продолжительность синтеза.

Перед авторами стояла задача разработки способа получения феррита меди(II) со структурой тетрагональной шпинели с меньшей продолжительностью синтеза в одну стадию, что позволяет существенно снизить энергоемкость, временные затраты, трудоемкость процесса и тем самым удешевить их производство.

Поставленная задача решается путем получения феррита меди(II) со структурой тетрагональной шпинели посредством гомогенизации исходных оксидов железа(III), меди(II) с введением в смесь оксидов минерализатора, в качестве которого используется хлорид калия в количестве 0,5-1,5% (масс.), брикетирования под давлением 10 МПа и термообработки полученной смеси оксидов при температуре 850-1000°С.

Эффект от введения минерализатора заключается в снижении температуры и продолжительности синтеза и обеспечивается за счет образования микрорасплава хлорида калия и газообразного хлорида железа(III), переводящих процесс формирования структуры из диффузионной области в кинетическую.

Способ заключается в получении феррита меди(II) со структурой тетрагональной шпинели путем дозирования исходных оксидов железа(III), меди(II) и минерализатора хлорида калия в количестве 0,5-1,5% (масс.) от веса оксидов. Далее исходные оксиды и минерализатор гомогенизируют в агатовой ступке в присутствии этилового спирта в течение одного часа и брикетируют в таблетки диаметром 20 мм под давлением P=10 МПа. Синтез шпинелей осуществляют в течение 20-28 часов при температуре 850-1000°С. Для процессов, в которых нежелательно присутствие хлоридов, полученный материал размалывается до размера зерен 315 мкм и отмывается от хлорида калия до отрицательной реакции на хлорид-ионы.

Пример 1. Отвешивали с погрешностью 0,0005 г эквимолярные количества исходных оксидов железа(III) и меди(II), а также минерализатор (1% по массе), в качестве которого брали хлорид калия. Смесь гомогенизировали в течение часа в агатовой ступке в присутствии этилового спирта. Полученную шихту брикетировали в таблетки диаметром 20 мм под давлением 10 МПа, помещали в муфельную печь и подвергали термообработке при температуре 900°С в течение 28 часов.

Окончание процесса формирования структуры тетрагональной шпинели определяли с помощью рентгенофазового анализа: синтез шпинели прошел на 100% (на рентгенограмме образца содержатся только линии, характеризующие шпинель, рис.1). Параметры тетрагональной шпинели: a=0,825 нм, c=0,868 нм.

Пример 2. Готовили феррит меди(II) аналогично описанному в примере 1, только не вводили минерализатор. По окончании термообработки рентгенофазовый анализ показал, что процесс формирования структуры шпинели завершен приблизительно на 20%.

Как видно из приведенных примеров, процесс получения феррита меди(II) в присутствии хлорида калия при 900°С проходит значительно полнее по сравнению с процессом в отсутствии минерализатора.

Способ получения феррита меди(II) путем гомогенизации исходных оксидов железа(III), меди(II), термообработки смеси оксидов, отличающийся тем, что в состав исходных оксидов вводят в качестве минерализатора хлорид калия в количестве 0,5-1,5% (мас.), брикетируют под давлением 10 МПа и термообработку проводят при температуре 850-1000°С.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к способам получения окисляющих реагентов, содержащих ионы железа в степенях окисления выше трех, используемых, например, в качестве щелочных окислителей при производстве различных веществ, например нитратов, гипохлоритов, перманганатов, пиролюзита, пероксидов, персульфатов и других, в качестве окислителей и коагулирующих агентов для очистки воды и сточных вод, а также в технологических процессах формирования антикоррозионных покрытий на металлических поверхностях, в технологиях переработки промышленных отходов и в качестве селективных окислителей в процессах органического синтеза.

Изобретение относится к области биохимии. .

Изобретение относится к области технологии получения высокотемпературных проводников в системе металл - оксид металла и может использоваться для получения соединений, обладающих уникальными физическими свойствами.
Изобретение относится к технологии неорганических веществ и может быть использовано при получении железокремниевых флокулянтов-коагулянтов и способу обработки с его помощью сточных вод промышленных предприятий, а также ливневых вод, содержащих нефтепродукты.
Материал // 2437650

Изобретение относится к области переработки полезных ископаемых и может быть использовано при обогащении золошлаковых отходов, сырья техногенного характера, содержащего железо и алюминий.

Изобретение относится к новым сульфидным соединениям, которые могут быть использованы для нужд микроэлектроники, в частности к созданию магнитострикционных материалов.

Изобретение относится к области химии и металлургии и может быть использовано при получении ценных продуктов из красного шлама. .

Изобретение относится к сложному оксиду молибдена состава (VO)0.09V0.18Mo0.82O 3·0.54Н2O, а также к способу его получения. .

Изобретение относится к синтезу летучих фторидов элементов IV-VIII групп Периодической системы, являющихся сырьем для получения нанодисперсных материалов. .

Изобретение относится к химической промышленности, а именно к области получения аммиачного водного раствора гироксидамина меди [Сu(NН3)4](ОН)2, используемого для растворения целлюлозы.

Изобретение относится к наноиндустрии и химической промышленности и может быть использовано при производстве нанопорошков оксида меди. .
Изобретение относится к области химической технологии, а именно к области получения соединений электролитическим способом, конкретно к способам получения интеркаляционных соединений, содержащих чередующиеся монослои дихалькогенида металла и органического вещества.
Изобретение относится к области химической технологии, а именно к области получения соединений электролитическим способом, конкретно к способам получения интеркаляционных соединений, содержащих чередующиеся монослои дихалькогенида металла и органического вещества.
Изобретение относится к области химической технологии, а именно к области получения соединений электролитическим способом, конкретно к способам получения интеркаляционных соединений, содержащих чередующиеся монослои дихалькогенида металла и органического вещества.

Изобретение относится к переработке сурьмяного сырья и может быть использовано в производстве пиро- и пьезоэлектрических приборов и деталей, например солнечных батарей, полупроводниковых источников света, люминесцентных стекол, полупроводниковых матриц для газовых сенсоров.
Изобретение относится к новым химическим соединениям и может быть использовано в медицине, в частности к рентгенологии в качестве рентгеноконтрастного агента при рентгенологических исследованиях различных органов.
Изобретение относится к области получения оксидного порошка состава Pb(Mg1/3Ta2/3O3 ) со структурой типа перовскита и может быть использовано в изготовлении материалов для пьезотехники.
Изобретение относится к усовершенствованному способу извлечения молибдена из продуктов каталитического эпоксидирования олефинов органическими гидропероксидами
Наверх